Validación de Modelos Digitales del Terreno de precisión a partir de datos Láser Escáner Aerotransportado; Aplicación a la Marisma del Parque Nacional de Doñana

• Main Author: Ibáñez Martínez, Enric
• Other Authors: Gili Ripoll, Josep Antoni
• Format: Doctoral Thesis
• Language: Spanish
• Published: Universitat Politècnica de Catalunya 2008
• Subjects: Geomàtica; 624
• Online Access: http://hdl.handle.net/10803/6260; http://nbn-resolving.de/urn:isbn:9788469238257

En los últimos años ha tomado fuerza el Láser Escáner Aerotransportado (ALS), como una técnica geomática de alta productividad y precisión. Las posibles aplicaciones en las cuales se ha probado, junto con su precisión y resolución, son su punto fuerte ante la competencia con otras técnicas (fotogrametría - teledetección). La línea actual de desarrollo sin embargo apunta hacia la complementariedad de estas tecnologías.En áreas extremadamente llanas, donde los elementos morfológicos que la definen son del orden de algunos decímetros, ésta es la tecnología capaz de llegar a generar Modelos Digitales del Terreno de mayor precisión. Así, dentro de la comisión Doñana 2005, la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir aplicó en el año 2002 la tecnología ALS al Parque Nacional de Doñana, que es un área extremadamente llana y extensa. El levantamiento, realizado por una UTE (GEA y FOTONOR), abarca las zonas inundables del Parque Nacional y del Parque Natural, y consta de 55 455 Ha. El área es esencialmente llana (diferencia menor al metro entre la parte más elevada y la más deprimida de la Marisma), con vegetación baja y localmente densa, y sin núcleos de población. Es un área "ideal" para el ALS donde se han detectado problemáticas específicas, que han servido de punto de partida de esta tesis.El objetivo general de esta tesis ha sido mejorar los procesos de obtención de Modelos Digitales del Terreno (MDT) en áreas extensas y llanas como la analizada. Las aportaciones realizadas se centran en su mayoría en verificaciones de MDT (lo más costoso en tiempo) aumentando su grado de automatización. Las otras aportaciones se centran en el filtrado de la nube de puntos ALS en áreas como la Marisma. El primer grupo de aportaciones ha requerido recopilar y establecer estrategias de validación genéricas y específicas y, a continuación, aplicarlas al caso práctico de Doñana. Las comprobaciones realizadas se han dividido en cuantitativas (evalúan numéricamente un área) y cualitativas (la comprueban en términos de correcto e incorrecto). Las cualitativas se han dividido en genéricas y específicas, entendiendo que estas últimas sólo son aplicables en áreas extensas y llanas.Las comprobaciones cuantitativas implementadas se han basado en el marco de referencia geodésico establecido por el Proyecto MADRE (DGICyT), que además ha aportado gran cantidad de información de referencia. Con ella se ha comprobado numéricamente la calidad del modelo. Pero, como se detalla en las conclusiones, dar un único valor como error carece de sentido. En esta tesis se ha desarrollado un modelo de error altimétrico que, usando toda la información cuantitativa, permite caracterizar el error según la extensión de la zona de trabajo. Esencialmente este modelo refleja el hecho ya conocido que el error en un zona pequeña es menor que el valor único obtenido para todo el levantamiento (global). El error en Doñana se encuentra entre los 6.5cm a cortas distancias y los 15.5cm a grandes distancias. Así se explica porqué se refleja en el MDT la red de drenaje de la Marisma (formada por cauces o caños con algún decímetro de diferencia altimétrica entre los bordes y el centro). El modelo de error desarrollado es un modo más completo de caracterizar el error de un MDT en áreas extensas y llanas.Las comprobaciones cualitativas han demostrado su necesidad, ya que sólo con las verificaciones cuantitativas no se asegura la calidad del MDT. En el cuerpo de la tesis se presentan procedimientos aplicables en áreas como la analizada que permiten comprobar un MDT de forma más sistemática, exhaustiva y rápida. La herramienta básica para estas tareas son los ensayos de inundación que han sido formalizados en esta tesis; han demostrado ser potentes y versátiles en la verificación de Modelos Digitales del Terreno. Estos ensayos han permitido: verificar la red de drenaje y el sistema de diques, detectar todo tipo de artefactos (errores de los sistemas GPS/INS) y estimar la ondulación del modelo en áreas extremadamente llanas y sin vegetación.Ambos conjuntos de comprobaciones han posibilitado además, cuestionar los criterios de calidad exigidos para la generación de un MDT; densidad y RMS. Éstos no bastan para asegurar la utilidad del modelo para la aplicación final (la hidráulica superficial en este caso). Un buen medio para asegurar esta calidad total es la implementación de comprobaciones simples de la aplicación del modelo (los ensayos de inundación en este caso) y la interacción con el usuario final (fructífera en este caso, y nada habitual). El MDT de precisión que se ha depurado en esta tesis es una aportación adicional de la misma que ha abierto el paso al Modelado Hidrodinámico de la Marisma del Parque Nacional de Doñana.